8個(gè)神奇的化學(xué)實(shí)驗(yàn),超詳細(xì)整理

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一、碘鐘反應(yīng)
碘鐘反應(yīng)(Iodine clock reaction)是一種化學(xué)振蕩反應(yīng),其體現(xiàn)了化學(xué)動(dòng)力學(xué)的原理。它于1886年被瑞士化學(xué)家Hans Heinrich Landolt發(fā)現(xiàn)。在碘鐘反應(yīng)中,兩種(或三種)無(wú)色的液體被混合在一起,并在幾秒鐘后變成靛藍(lán)色。
下面介紹其中一種碘鐘反應(yīng)的簡(jiǎn)要實(shí)驗(yàn)過(guò)程。
實(shí)驗(yàn)試劑:
29%過(guò)氧化氫溶液、丙二酸、硫酸錳、可溶性淀粉、碘酸鉀、1mol/L硫酸
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)配制3.6mol/L過(guò)氧化氫溶液250mL
(2)配制0.15mol/L丙二酸、0.02mol/L硫酸錳、和0.03%淀粉的混合溶液250mL
(3)配制0.2mol/L碘酸鉀和0.08mol/L硫酸的混合溶液250mL
(4)用一個(gè)錐形瓶將三份溶液混合,混合后會(huì)看到反應(yīng)液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)紫色,幾秒后褪為無(wú)色,接著又稱琥珀色變逐漸加深,藍(lán)紫色又反復(fù)出現(xiàn),幾秒后又消失,這樣周而復(fù)始地呈周期性變化。
反應(yīng)的化學(xué)方程式:
CH2(COOH)2+4H2O2?═══ 3CO2+ 6H2O2KI+ H2O2?+ H2SO4?═══ I2+ 2H2O + K2SO4
二、熒光染料
在吸收紫外線或可見光后,能把短波長(zhǎng)的光轉(zhuǎn)變?yōu)椴ㄩL(zhǎng)較長(zhǎng)的可見光波而反射出來(lái),呈閃亮的鮮艷色彩。例如,酸性曙紅、熒光黃、紅汞以及某些分散染料等。它們大多是含有苯環(huán)或雜環(huán)并帶有共軛雙鍵的化合物。
應(yīng)用:
熒光染料常用于熒光染料產(chǎn)品的制備,以及增白洗衣粉中的增白劑,指示信號(hào)用的各種熒光路標(biāo)漆,熒光標(biāo)志服等。在科研上廣泛應(yīng)用于熒光免疫,熒光探針,細(xì)胞染色等。包括特異性的DNA染色,用于染色體分析、細(xì)胞周期、細(xì)胞凋亡等相關(guān)研究。
三、“狗吠”反應(yīng)
“狗吠”反應(yīng)(barking dog reaction)是L.J.李比希發(fā)現(xiàn)的一種化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)物是二硫化碳(CS2)溶液、一氧化二氮(N2O),輔助原料是水。
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)在帶活塞的試管中充入N2O氣體,在加入幾滴CS2溶液,迅速蓋上活塞;
(2)震蕩搖勻,使N2O和CS2混合均勻;
(3)打開活塞,用點(diǎn)火器在瓶口點(diǎn)燃?xì)怏w,或往試管中放入燃著的火柴;
(4)氣體被點(diǎn)燃,發(fā)出明亮的火焰,并發(fā)出如狗吠的聲音。
反應(yīng)原理:
當(dāng)一氧化氮或一氧化二氮與二硫化碳混合并點(diǎn)燃時(shí),燃燒波沿管向下傳播。上面的火焰燃燒時(shí)會(huì)壓縮下層的氣體,發(fā)出“狗吠”聲,燃燒的產(chǎn)物是N2、 CO 、CO2、SO2?和單質(zhì)硫。
反應(yīng)的化學(xué)方程式:
3 NO + CS2→ 3/2 N2+ CO + SO2+ 1/8 S8
4 NO + CS2→ 2 N2+ CO2+ SO2+ 1/8 S8
四、硼酸三甲酯的燃燒
硼酸三甲酯燃燒發(fā)出漂亮的綠色火焰
五、鈉與水的反應(yīng)
鈉屬于堿金屬元素,鈉原子最外層只有一個(gè)電子,非常容易失去,所以顯示出非常強(qiáng)的金屬性,化學(xué)性質(zhì)非?;顫?。
金屬鈉與水反應(yīng)是高中化學(xué)需要掌握的重要化學(xué)實(shí)驗(yàn)之一,金屬鈉與水反應(yīng)的化學(xué)方程式:2Na+2H2O =2NaOH + H2 ↑
反應(yīng)劇烈放熱,而鈉的熔點(diǎn)低,只有97℃,反應(yīng)放出的熱量能使金屬鈉和氫氣點(diǎn)燃,發(fā)生爆炸。所以一般老師或?qū)W生做此實(shí)驗(yàn)時(shí),取金屬鈉的量要小
六、“黃金雨”
“黃金雨”實(shí)驗(yàn)其實(shí)是碘化鉛的沉淀實(shí)驗(yàn)。碘化鉛是亮黃色的粉末或者鱗片狀結(jié)晶,與黃金的顏色非常相似。碘化鉛的溶解度約為0.08g,溶解度較小,因此我們可以用可溶性的鉛鹽和碘化鉀反應(yīng)來(lái)制備碘化鉛,生成的碘化鉛沉淀亮黃色閃閃發(fā)光,就像在下“黃金”雨一般,非常漂亮。
如用硝酸鉛與碘化鉀反應(yīng)的化學(xué)方程式:2KI+Pb(NO3)2==PbI2↓+2KNO3
七、丙酮手電筒
“丙酮手電筒”實(shí)驗(yàn)的實(shí)質(zhì)是丙酮的催化氧化實(shí)驗(yàn)。丙酮在銅做催化劑和氧氣的參與下,能使丙酮蒸汽氧化成乙醛和乙酸,反應(yīng)放熱,能使銅絲保持紅熱。
這里有個(gè)誤區(qū),高中化學(xué)里面認(rèn)為丙酮是不能催化氧化的。事實(shí)上化學(xué)反應(yīng)是多變的,不同的實(shí)驗(yàn)條件下,化學(xué)反應(yīng)會(huì)有所不同。下面我們來(lái)看一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程。
(1)先準(zhǔn)備好一條銅絲,緊密得繞成銅絲圈;
(2)在燒杯中倒入少量丙酮;
(3)將銅絲在酒精燈或者其他燃燒器中加熱,使銅絲表面形成一層黑色的氧化銅膜,將銅絲圈伸入燒杯底部幾乎接近丙酮液體的表面。
然后我們的就能觀察到銅絲發(fā)亮,原因是丙酮蒸汽在銅絲表面被氧化銅氧化,放出熱量,使銅絲發(fā)亮,由于局部丙酮蒸汽濃度的不同,銅絲表面出現(xiàn)亮暗不均一的現(xiàn)象,感覺像發(fā)亮的地方會(huì)移動(dòng)。
八、化學(xué)熒光
熒光物質(zhì)中的電子吸收光的能量由低能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦吣軤顟B(tài),再回到低能狀態(tài)時(shí)釋放出的光。大多數(shù)情況下,發(fā)光波長(zhǎng)比吸收波長(zhǎng)較長(zhǎng),能量更低。熒光屬于冷光,顏色為藍(lán)、綠、紅和黃色。
由吸收光的能量來(lái)源分為:光致熒光、化學(xué)熒光、X射線熒光、激光熒光、生物發(fā)光等。視頻中的熒光屬于化學(xué)熒光,是由于化學(xué)反應(yīng)引起的熒光。我們實(shí)際生活中也有化學(xué)熒光的應(yīng)用,例如熒光棒。
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